美国加州大学圣迭戈分校的研究人员已经开发出一副“4D眼镜”,可使佩戴者在观看电影屏幕时产生接触感,例如“触摸”到正在接近的航天飞机。
该装置基于神经科学家的最新研究成果而开发,可绘制接触和看见物体时大脑产生触觉和视觉区域的图像,帮助神经科学家理解多感官整合的感知和神经机制。但对普通人而言,这个装置还有一个更实际的目的:可以与娱乐内容(如电影、音乐、游戏和虚拟现实等)同步,在用户近前提供身临其境的多感官效果,增强真实感和沉浸感。
这一研究进展2月6日在线发表在《人脑绘图》杂志上,作者为加州大学圣迭戈分校神经计算研究所黄瑞松(Ruey-Song Huang)、陈福庆(Ching-fu Chen),以及原伦敦大学学院神经影像中心主任、加州大学圣迭戈分校教授、现圣迭戈州立大学教授马丁?塞雷诺。
本文第一作者黄瑞松说:“我们在日常生活中通过多种感官来感知周围世界并与其互动。虽然正在逼近的物体可能会使观察者产生视觉、听觉和触觉信号,但这些信号必须各种噪声和干扰中分离出来。为了检测和避免发生危险,整合和分析跨越空间和时间的多感官逼近信号,并确定它们是否来自同一个来源,这是非常重要的。”
在实验中,受试者面对一个迎面而来的球(在虚拟现实中模拟)和脸部同侧的气泡,当两者几乎同时(延迟仅100毫秒)到达时,受试者感觉是两者完全不同步。当时间延迟为800~1000毫秒时,两个刺激被认为是同步的,就像一个物体已经从脸部飞越而过,产生了一点风。在功能磁共振成像(fMRI)的实验中,研究人员随机向受试者的脸部任一侧施加了仅触觉、仅视觉、触觉-视觉不同步以及触觉-视觉同步4种刺激。研究人员在其论文中报告说,有十多个脑区被发现对脸侧多感觉刺激的反应比单感觉刺激更强烈,当多触觉刺激与知觉同步时,反应进一步增强。
该研究得到了美国国立卫生研究院(R01 MH081990)、英国皇家学会沃尔夫森研究优秀奖、英国威康信托基金会和加州大学圣地亚哥创新研究人员计划项目奖金的支持。(中国船舶工业综合技术经济研究院 丁宏)